MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lspsolv Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lspsolv 19907
Description: If 𝑋 is in the span of 𝐴 ∪ {𝑌} but not 𝐴, then 𝑌 is in the span of 𝐴 ∪ {𝑋}. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lspsolv.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
lspsolv.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
lspsolv.n 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
lspsolv ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑌 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))

Proof of Theorem lspsolv
Dummy variables 𝑟 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lspsolv.v . . 3 𝑉 = (Base‘𝑊)
2 lspsolv.s . . 3 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
3 lspsolv.n . . 3 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
4 eqid 2819 . . 3 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
5 eqid 2819 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
6 eqid 2819 . . 3 (+g𝑊) = (+g𝑊)
7 eqid 2819 . . 3 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑊)
8 eqid 2819 . . 3 {𝑧𝑉 ∣ ∃𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))(𝑧(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴)} = {𝑧𝑉 ∣ ∃𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))(𝑧(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴)}
9 lveclmod 19870 . . . 4 (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
109adantr 483 . . 3 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑊 ∈ LMod)
11 simpr1 1188 . . 3 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝐴𝑉)
12 simpr2 1189 . . 3 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑌𝑉)
13 simpr3 1190 . . . 4 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))
1413eldifad 3946 . . 3 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑋 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})))
151, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 14lspsolvlem 19906 . 2 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → ∃𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))(𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))
164lvecdrng 19869 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ LVec → (Scalar‘𝑊) ∈ DivRing)
1716ad2antrr 724 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (Scalar‘𝑊) ∈ DivRing)
18 simprl 769 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
1910adantr 483 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑊 ∈ LMod)
2012adantr 483 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑌𝑉)
21 eqid 2819 . . . . . . . . . . . . 13 (0g‘(Scalar‘𝑊)) = (0g‘(Scalar‘𝑊))
22 eqid 2819 . . . . . . . . . . . . 13 (0g𝑊) = (0g𝑊)
231, 4, 7, 21, 22lmod0vs 19659 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑌𝑉) → ((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌) = (0g𝑊))
2419, 20, 23syl2anc 586 . . . . . . . . . . 11 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌) = (0g𝑊))
2524oveq2d 7164 . . . . . . . . . 10 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) = (𝑋(+g𝑊)(0g𝑊)))
2611adantr 483 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝐴𝑉)
2720snssd 4734 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → {𝑌} ⊆ 𝑉)
2826, 27unssd 4160 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝐴 ∪ {𝑌}) ⊆ 𝑉)
291, 3lspssv 19747 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴 ∪ {𝑌}) ⊆ 𝑉) → (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ⊆ 𝑉)
3019, 28, 29syl2anc 586 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ⊆ 𝑉)
3130ssdifssd 4117 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)) ⊆ 𝑉)
3213adantr 483 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))
3331, 32sseldd 3966 . . . . . . . . . . 11 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑋𝑉)
341, 6, 22lmod0vrid 19657 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (𝑋(+g𝑊)(0g𝑊)) = 𝑋)
3519, 33, 34syl2anc 586 . . . . . . . . . 10 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)(0g𝑊)) = 𝑋)
3625, 35eqtrd 2854 . . . . . . . . 9 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) = 𝑋)
3736, 32eqeltrd 2911 . . . . . . . 8 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))
3837eldifbd 3947 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ¬ (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))
39 simprr 771 . . . . . . . . 9 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))
40 oveq1 7155 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 = (0g‘(Scalar‘𝑊)) → (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) = ((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌))
4140oveq2d 7164 . . . . . . . . . 10 (𝑟 = (0g‘(Scalar‘𝑊)) → (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) = (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)))
4241eleq1d 2895 . . . . . . . . 9 (𝑟 = (0g‘(Scalar‘𝑊)) → ((𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴) ↔ (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴)))
4339, 42syl5ibcom 247 . . . . . . . 8 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑟 = (0g‘(Scalar‘𝑊)) → (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴)))
4443necon3bd 3028 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (¬ (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴) → 𝑟 ≠ (0g‘(Scalar‘𝑊))))
4538, 44mpd 15 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑟 ≠ (0g‘(Scalar‘𝑊)))
46 eqid 2819 . . . . . . 7 (.r‘(Scalar‘𝑊)) = (.r‘(Scalar‘𝑊))
47 eqid 2819 . . . . . . 7 (1r‘(Scalar‘𝑊)) = (1r‘(Scalar‘𝑊))
48 eqid 2819 . . . . . . 7 (invr‘(Scalar‘𝑊)) = (invr‘(Scalar‘𝑊))
495, 21, 46, 47, 48drnginvrl 19513 . . . . . 6 (((Scalar‘𝑊) ∈ DivRing ∧ 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑟 ≠ (0g‘(Scalar‘𝑊))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟) = (1r‘(Scalar‘𝑊)))
5017, 18, 45, 49syl3anc 1365 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟) = (1r‘(Scalar‘𝑊)))
5150oveq1d 7163 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟)( ·𝑠𝑊)𝑌) = ((1r‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌))
525, 21, 48drnginvrcl 19511 . . . . . 6 (((Scalar‘𝑊) ∈ DivRing ∧ 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑟 ≠ (0g‘(Scalar‘𝑊))) → ((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
5317, 18, 45, 52syl3anc 1365 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
541, 4, 7, 5, 46lmodvsass 19651 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑌𝑉)) → ((((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟)( ·𝑠𝑊)𝑌) = (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)))
5519, 53, 18, 20, 54syl13anc 1366 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟)( ·𝑠𝑊)𝑌) = (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)))
561, 4, 7, 47lmodvs1 19654 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑌𝑉) → ((1r‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌) = 𝑌)
5719, 20, 56syl2anc 586 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((1r‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌) = 𝑌)
5851, 55, 573eqtr3d 2862 . . 3 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) = 𝑌)
5933snssd 4734 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → {𝑋} ⊆ 𝑉)
6026, 59unssd 4160 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ 𝑉)
611, 2, 3lspcl 19740 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ 𝑉) → (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∈ 𝑆)
6219, 60, 61syl2anc 586 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∈ 𝑆)
631, 4, 7, 5lmodvscl 19643 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑌𝑉) → (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ 𝑉)
6419, 18, 20, 63syl3anc 1365 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ 𝑉)
65 eqid 2819 . . . . . . 7 (-g𝑊) = (-g𝑊)
661, 6, 65lmodvpncan 19679 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ 𝑉𝑋𝑉) → (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋)(-g𝑊)𝑋) = (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌))
6719, 64, 33, 66syl3anc 1365 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋)(-g𝑊)𝑋) = (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌))
681, 6lmodcom 19672 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ 𝑉𝑋𝑉) → ((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋) = (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)))
6919, 64, 33, 68syl3anc 1365 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋) = (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)))
70 ssun1 4146 . . . . . . . . . 10 𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ {𝑋})
7170a1i 11 . . . . . . . . 9 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ {𝑋}))
721, 3lspss 19748 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ 𝑉𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ {𝑋})) → (𝑁𝐴) ⊆ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
7319, 60, 71, 72syl3anc 1365 . . . . . . . 8 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑁𝐴) ⊆ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
7473, 39sseldd 3966 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
7569, 74eqeltrd 2911 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
761, 3lspssid 19749 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ 𝑉) → (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
7719, 60, 76syl2anc 586 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
78 snidg 4591 . . . . . . . 8 (𝑋𝑉𝑋 ∈ {𝑋})
79 elun2 4151 . . . . . . . 8 (𝑋 ∈ {𝑋} → 𝑋 ∈ (𝐴 ∪ {𝑋}))
8033, 78, 793syl 18 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑋 ∈ (𝐴 ∪ {𝑋}))
8177, 80sseldd 3966 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑋 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8265, 2lssvsubcl 19707 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∈ 𝑆) ∧ (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∧ 𝑋 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))) → (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋)(-g𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8319, 62, 75, 81, 82syl22anc 836 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋)(-g𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8467, 83eqeltrrd 2912 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
854, 7, 5, 2lssvscl 19719 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∈ 𝑆) ∧ (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8619, 62, 53, 84, 85syl22anc 836 . . 3 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8758, 86eqeltrrd 2912 . 2 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑌 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8815, 87rexlimddv 3289 1 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑌 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 398  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  wne 3014  wrex 3137  {crab 3140  cdif 3931  cun 3932  wss 3934  {csn 4559  cfv 6348  (class class class)co 7148  Basecbs 16475  +gcplusg 16557  .rcmulr 16558  Scalarcsca 16560   ·𝑠 cvsca 16561  0gc0g 16705  -gcsg 18097  1rcur 19243  invrcinvr 19413  DivRingcdr 19494  LModclmod 19626  LSubSpclss 19695  LSpanclspn 19735  LVecclvec 19866
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2791  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7453  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2616  df-eu 2648  df-clab 2798  df-cleq 2812  df-clel 2891  df-nfc 2961  df-ne 3015  df-nel 3122  df-ral 3141  df-rex 3142  df-reu 3143  df-rmo 3144  df-rab 3145  df-v 3495  df-sbc 3771  df-csb 3882  df-dif 3937  df-un 3939  df-in 3941  df-ss 3950  df-pss 3952  df-nul 4290  df-if 4466  df-pw 4539  df-sn 4560  df-pr 4562  df-tp 4564  df-op 4566  df-uni 4831  df-int 4868  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7106  df-ov 7151  df-oprab 7152  df-mpo 7153  df-om 7573  df-1st 7681  df-2nd 7682  df-tpos 7884  df-wrecs 7939  df-recs 8000  df-rdg 8038  df-er 8281  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-nn 11631  df-2 11692  df-3 11693  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-sets 16482  df-ress 16483  df-plusg 16570  df-mulr 16571  df-0g 16707  df-mgm 17844  df-sgrp 17893  df-mnd 17904  df-grp 18098  df-minusg 18099  df-sbg 18100  df-cmn 18900  df-abl 18901  df-mgp 19232  df-ur 19244  df-ring 19291  df-oppr 19365  df-dvdsr 19383  df-unit 19384  df-invr 19414  df-drng 19496  df-lmod 19628  df-lss 19696  df-lsp 19736  df-lvec 19867
This theorem is referenced by:  lssacsex  19908  lspsnat  19909  lsppratlem1  19911  lsppratlem3  19913  lsppratlem4  19914  lbsextlem4  19925  lindsadd  34872  lindsenlbs  34874
  Copyright terms: Public domain W3C validator